【Peewee与SQLite亲密接触】：打造轻量级数据库应用

# 1. Peewee与SQLite简介

## 1.1 Peewee简介

Peewee是一个小型且易于使用的Python ORM（对象关系映射），它使得数据库操作更接近Python的原生代码，而无需复杂的SQL语句。由于其轻量级的特性，Peewee适合用于小型项目和原型开发，同时也支持生产环境中的使用。

## 1.2 SQLite简介

SQLite是一个嵌入式数据库引擎，它不需要服务器进程运行，因此部署起来非常简单。作为轻量级的数据库解决方案，SQLite通常用于小型应用或移动设备中，但它也能够处理大量的数据和复杂的查询。

## 1.3 Peewee与SQLite的结合

将Peewee与SQLite结合使用，可以让开发者以Pythonic的方式快速搭建起数据库应用。由于SQLite的轻便性和Peewee的简洁性，这种组合非常适合快速开发和小型项目的部署。

from peewee import *

# 定义Peewee模型与SQLite数据库连接
db = SqliteDatabase('my_database.db')

class BaseModel(Model):
    class Meta:
        database = db

class User(BaseModel):
    username = CharField(unique=True)
    password = CharField()

# 创建表
db.connect()
db.create_tables([User], safe=True)

在上述代码中，我们首先导入了Peewee库，并定义了一个SQLite数据库对象以及一个基础模型`BaseModel`。随后，我们创建了一个`User`模型来表示用户表，并通过`db.create_tables()`方法在SQLite中创建了对应的用户表。这展示了如何将Peewee与SQLite结合使用来快速搭建数据库模型和结构。

# 2. Peewee基础

### 2.1 Peewee模型定义与字段类型

#### 2.1.1 模型基础结构

Peewee中的模型（Model）类是数据库表结构的抽象，开发者通过定义模型类并继承自`peewee.Model`来指定数据库表的结构。模型的每个属性对应一个表的列（Field）。定义模型通常包含以下步骤：

1. 导入Peewee提供的字段类型和模型基类。
2. 定义模型类并继承自`peewee.Model`。
3. 在模型类内定义类属性，每个属性都是一个`Field`实例，代表数据库表中的一个列。

例如，定义一个`User`模型，包含`id`、`username`和`password`字段：

from peewee import *

# 连接数据库，这里使用SQLite内存数据库，文件名为test.db
db = SqliteDatabase('test.db')

# 定义模型基类
class BaseModel(Model):
    class Meta:
        database = db

# 定义User模型，继承BaseModel
class User(BaseModel):
    id = PrimaryKeyField()  # 主键
    username = CharField()  # 字符类型字段，不可为空
    password = CharField()  # 字符类型字段，不可为空

# 创建数据库连接，并执行数据库同步
db.connect()
db.create_tables([User])  # 这里会创建名为User的表

执行上述代码后，Peewee会自动在数据库中创建一个名为`User`的表，并定义了三个字段：`id`（主键，自动增长），`username`（字符类型），和`password`（字符类型）。

#### 2.1.2 常用字段类型和属性

Peewee支持多种字段类型，每种类型代表一种数据库列的数据类型，例如`CharField`用于文本存储，`IntegerField`用于整数存储。字段类型不仅定义了数据存储的格式，还提供了一些额外的属性来满足不同的需求。下面列举一些常用的字段类型及其属性：

- `CharField`：用于存储字符串，常用属性包括`max_length`（最大长度）。
- `IntegerField`：用于存储整数，支持`choices`属性来限制可选值。
- `BooleanField`：用于存储布尔值，如`True/False`或`1/0`。
- `DateTimeField`：用于存储日期和时间，常用属性包括`auto_now_add`和`auto_now`。
- `ForeignKeyField`：用于建立表之间的关联，常用属性包括`related_name`。
- `TextField`：用于存储大文本，如文章内容或评论。

from datetime import datetime

class Post(BaseModel):
    title = CharField(max_length=255)  # 标题最大长度为255字符
    content = TextField()  # 内容为长文本
    published_date = DateTimeField(default=datetime.now)  # 发布时间，默认为当前时间
    author = ForeignKeyField(User, backref='posts')  # 关联到User模型

在这个`Post`模型的例子中，`title`字段设置了最大长度为255的字符类型字段，`content`字段是一个长文本字段，`published_date`字段是一个日期时间字段，且默认值为创建记录时的当前时间，`author`字段使用外键关联到了`User`模型，并且在`User`模型中通过`backref='posts'`自动创建了一个反向引用。

### 2.2 数据操作与查询

#### 2.2.1 数据的增删改查操作

Peewee提供了非常直观和便捷的方式来完成数据的增删改查（CRUD）操作。通过调用模型实例上的方法可以轻松进行这些操作。以下是一些常见的数据操作方法：

- `create()`: 创建并保存一个新的模型实例。
- `get()`: 根据主键或者一组条件查询单个对象。
- `get_or_create()`: 尝试获取对象，如果不存在则创建。
- `select()`: 执行选择查询，返回查询对象的列表。
- `update()`: 更新满足条件的记录。
- `delete_instance()`: 删除一个模型实例。

下面是一个使用这些方法的例子：

# 创建一个用户
new_user = User.create(username='newuser', password='newpass')

# 获取一个用户
user = User.get(User.username == 'newuser')

# 更新用户密码
user.password = 'updatedpass'
user.update_instance()

# 删除用户
user.delete_instance()

#### 2.2.2 条件查询与聚合函数

在Peewee中，可以使用`where()`、`order_by()`、`limit()`等方法进行复杂条件查询，也可以使用聚合函数（如`COUNT()`, `SUM()`, `AVG()`等）来完成对数据集的统计分析。通过定义查询对象，然后链式调用条件和聚合方法，可以构建出非常灵活的查询逻辑。

# 查询用户名为'newuser'的用户
users = User.select().where(User.username == 'newuser')

# 查询密码为'updatedpass'的用户数量
user_count = User.select().where(User.password == 'updatedpass').count()

# 查询平均密码长度
average_length = User.select(fn.length(User.password).avg()).scalar()

# 选择用户名，按用户名排序，前5条
top_users = User.select(User.username).order_by(User.username).limit(5)

在这个示例中，使用`select()`方法来选择需要的数据列，`where()`方法来设定查询条件，`order_by()`来设定排序方式，`limit()`来限制查询结果数量。此外，使用了Peewee提供的`fn.length()`和`avg()`函数来进行数据库层面的聚合计算。

### 2.3 关系映射与事务处理

#### 2.3.1 一对多、多对多关系映射

关系映射是数据库操作中不可或缺的一部分。Peewee通过模型之间的外键关联来实现一对多、多对多等关系映射。具体操作如下：

- 一对多关系映射通过在“多”方模型中添加一个指向“一”方模型的外键字段来实现。例如，一篇文章可以对应多个评论。
- 多对多关系映射通过创建一个关联模型（也称为中间模型），包含两个外键字段，分别指向关联的两个模型。例如，一个用户可以订阅多个标签，一个标签可以被多个用户订阅。

class Comment(BaseModel):
    post = ForeignKeyField(Post, backref='comments')
    content = TextField()

class Tag(BaseModel):
    name = CharField()

class PostTag(BaseModel):
    post = ForeignKeyField(Post, backref='post_tags')
    tag = ForeignKeyField(Tag, backref='post_tags')

# 添加评论
comment = Comment(post=1, content='Great post!')

# 添加标签
tag = Tag.create(name='News')

# 将标签与文章关联
PostTag.create(post=1, tag=tag)

在这个例子中，我们首先创建了一个`Comment`模型和一个`Tag`模型，并通过`PostTag`这个关联模型来实现文章和标签之间的多对多关系。

#### 2.3.2 事务的使用和管理

数据库事务保证了数据的一致性和完整性。在Peewee中，可以使用`transaction()`上下文管理器来控制事务，确保一系列操作要么全部成功，要么全部回滚。

from peewee import *

# 使用事务处理代码
def do_something_in_transaction():
    with db.atomic():  # 开始一个原子操作块
        user = User.create(username='transactionuser', password='txtpass')
        post = Post.create(